JP2010243086A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蒸気圧縮式冷凍機Xと吸収式冷凍機Yとを備えた冷凍装置において、蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒と吸収式冷凍機Yの発生器11内の溶液との間での熱交換を可能に構成し、蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒回路に、吸収式冷凍機Yの発生器11をバイパスして該吸収式冷凍機Yの蒸発器13に接続されるバイパス路75を設け且つ該バイパス路75に電磁弁45を備え、冷房運転時には、電磁弁45が、冷媒の温度が設定温度未満のとき開弁し、設定温度以上のとき閉弁することで、発生器11内の溶液温度を適正に保ち、暖房運転時には、電磁弁45が、冷媒の温度が設定温度未満のとき閉弁し、設定温度以上のとき開弁する、又は蒸発器13の入口側の溶液温度が設定温度以上のとき閉弁し、設定温度未満のとき開弁することで、蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒温度を適正に保たれる。
【選択図】図1
Description
本願の第2の発明では、上記(a)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図2に例示するように、上記吸収式冷凍機Yの上記吸収器12の入口側の管路66と上記蒸発器13の冷媒入口側の管路62を電磁弁43を備えた管路76によって接続し、上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷房運転時には上記電磁弁43を閉弁し、上記蒸気圧縮式冷凍機Xの暖房運転時には上記四路切換弁2を切換え、蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記吸収式冷凍機Yは凝縮器14を停止し、溶液ポンプ17と過冷却熱交換器用ファン20を運転し、上記電磁弁43を開弁するように構成している。
本願の第3の発明では、上記(a)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図3に例示するように、上記吸収式冷凍機Yの上記吸収器12の入口側の管路66を上記電磁弁43を備えた管路77を介して上記蒸発器13に接続し、上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷房運転時には上記電磁弁43を閉弁し、電磁弁44を開弁する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Xの暖房運転時には上記四路切換弁2を切換え、上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記吸収式冷凍機Yは上記凝縮器14を停止し、溶液ポンプ17と過冷却熱交換器用ファン20を運転し、上記電磁弁43を開弁するように構成している。
本願の第4の発明では、上記(b)又は(c)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図3に例示するように、上記吸収式冷凍機Yの上記吸収器12の入口側の管路66に電磁弁44を設け、上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷房運転時には上記電磁弁44を開弁し、暖房運転時には上記電磁弁44を閉弁するように構成している。
本願の第5の発明では、上記(a)、(b)(c)又は(d)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図3及び図4に例示するように、上記発生器11の排熱入口側の管路60に電磁弁46を設け、冷房運転時には上記電磁弁46を開弁する一方、暖房運転時には上記発生器11の溶液温度が設定温度以上のとき上記電磁弁46を閉弁し、該設定温度未満のとき上記電磁弁46を開弁させるように構成している。
本願の第6の発明では、上記(c)又は(d)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図3及び図4に例示するように、上記蒸発器13における溶液散布用の散布器18と冷媒液散布用の散布器19を、別体構成又は共用可能な一体構成としている。
本願の第7の発明では、上記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)又は(f)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、上記蒸発器13を、冷媒液が一過性で該蒸発器13の伝熱面を流れ、未蒸発の冷媒液が上記吸収器12側へ移動して該吸収器12側の溶液に吸収されるように構成しているので、例えば、上記蒸発器13を循環式とする場合に比して、該蒸発器13及びこれに隣接設置される上記吸収器12のコンパクト化が図れ、延いては蒸気圧縮式冷凍機Xと吸収式冷凍機Yを組み合わせて構成される冷凍装置のコンパクト化が図られる。
本願の第8の発明では、上記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)
又は(g)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図5に例示するように、上記蒸気圧縮式冷凍機Xを複数台設置して該各蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒の排熱を上記吸収式冷凍機Yの上記発生器11で回収するように構成しているので、上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒側から上記吸収式冷凍機Yの発生器11側への回収熱量が大きくなり、その結果、エンジン等の排熱が少ない場合でも上記吸収式冷凍機Yを適正に運転させることができ、延いては上記冷凍装置全体としての性能改善効果を得ることができる。
図1には、本願発明の第1の実施形態に係る冷凍装置Zの回路構成を示している。この冷凍装置Zは、次述の蒸気圧縮式冷凍機Xと吸収式冷凍機Yを組み合わせて構成され、室内の冷暖房に供せられる。
上記蒸気圧縮式冷凍機Xは、圧縮機1と四路切換弁2と利用側熱交換器3(即ち、室内機)と膨張弁4及びアキュームレーター5を、管路51〜管路57によって接続して構成され、上記四路切換弁2の切換操作によって冷房運転と暖房運転を選択的に実現するようになっている。即ち、上記圧縮機1の吐出側の管路51には上記四路切換弁2が備えられており、該四路切換弁2の切換えによって上記管路51は上記利用側熱交換器3に至る管路52(暖房運転時)と上記アキュームレーター5に至る管路56(冷房運転時)に選択的に切り換えられ、上記利用側熱交換器3は冷房運転時には冷媒の蒸発作用をなし、暖房運転時には冷媒の凝縮作用を為す。
上記吸収式冷凍機Yは、例えば、臭化リチュム(LiBr)を吸収液、水を冷媒として該吸収液への冷媒の吸収及び放出(再生)作用を利用して冷凍作用を為すものであって、発生器11と、空冷式の凝縮器14と、隣接配置された吸収器12及び蒸発器13と、空冷式の過冷却熱交換器15と、溶液熱交換器16と溶液ポンプ17を備え、これら各要素を管路61〜管路67によって接続して構成される。
ここで、この冷凍装置Zに特有の構成を説明する。
I−4−a:冷房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷房運転時には、上記吸収式冷凍機Yも同時に運転される。そして、この冷房運転時には上記電磁弁45が上記発生器11の入口の蒸気圧縮式冷凍機X側の冷媒温度によって開閉弁される。
上記蒸気圧縮式冷凍機Xの暖房運転時には、上記四路切換弁2を切換え、蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記吸収式冷凍機Yの上記凝縮器14の運転を停止し、上記過冷却器用冷却ファン20と溶液ポンプ17のみを運転し、上記過冷却器15と上記蒸発器13の間で溶液を循環させる。
図2には、本願発明の第2の実施形態に係る冷凍装置Zの回路構成を示している。この冷凍装置Zは、上記第1の実施形態に係る冷凍装置Zの回路構成を基本とし、この基本回路において、上記吸収式冷凍機Yの上記発生器11をバイパスする管路75に設けられた上記電磁弁45の他に、上記吸収式冷凍機Yの上記吸収器12の出口から上記溶液ポンプ17を経て上記溶液熱交換器16に至る管路67に電磁弁41を設けるとともに、上記吸収式冷凍機Yの上記吸収器12の入口側の管路66と上記蒸発器13の冷媒入口側の管路62を、電磁弁43を備えた管路76によって接続して構成される。
上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷房運転時には、上記電磁弁45は、上記蒸気圧縮式冷凍機X側の冷媒の温度が設定温度未満である場合には開弁され、設定温度以上である場合には閉弁される。また、上記電磁弁41は開弁され、上記電磁弁43は閉弁される。従って、その回路構成は、上記第1の発明に係る冷凍装置の冷房運転時における回路構成と同様となり、これと同様の作用効果が得られるので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。
上記蒸気圧縮式冷凍機Xの暖房運転時には、上記四路切換弁2を切換え、蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記吸収式冷凍機Yの上記凝縮器14の運転を停止し、上記溶液ポンプ17及び過冷却熱交換器用ファン20を運転し、上記過冷却熱交換器15と上記蒸発器13の間で溶液を循環させる。また、上記発生器11への排熱の供給は継続される。
図3には、本願発明の第3の実施形態に係る冷凍装置Zの回路構成を示している。この冷凍装置Zは、上記第2の実施形態に係る冷凍装置Zの変形例として位置付けられるものである。即ち、上記第2の実施形態では、上記吸収式冷凍機Yの上記吸収器12の入口側の管路66と上記蒸発器13の冷媒入口側の管路62を、第3電磁弁43を備えた管路69によって接続していたのに対して、この第3の実施形態では、上記吸収式冷凍機Yの上記吸収器12の入口側の管路66を、電磁弁43を備えた管路76を介して上記蒸発器13に直接接続するとともに、上記吸収式冷凍機Yの上記吸収器12の入口側の管路66に電磁弁44を設けたものである。尚、上記発生器11をバイパスする管路75に電磁弁45を、上記吸収器12の出口側から上記溶液ポンプ17を経て上記溶液熱交換器16に至る管路67に電磁弁41を設ける点は、上記第2の実施形態の場合と同様である。
上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷房運転時には、上記電磁弁45は上記蒸気圧縮式冷凍機X側の冷媒の温度が設定温度未満である場合には開弁し、設定温度以上である場合には閉弁すると共に、上記電磁弁41は開弁し、上記電磁弁43は閉弁し、上記電磁弁44は開弁される。従って、冷房運転時の回路構成は、上記第1の発明に係る冷凍装置の冷房運転時における回路構成と同様となり、これと同様の作用効果が得られるので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。
上記蒸気圧縮式冷凍機Xの暖房運転時には、上記四路切換弁2を切換え、蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記吸収式冷凍機Yにおいては、上記凝縮器14はその運転が停止され、上記溶液ポンプ17と上記過冷却熱交換器用ファン20が運転される。また、上記発生器11への排熱の供給は継続される。そして、この状態で、上記電磁弁45は閉弁し、上記電磁弁41は、蒸発器13における蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒が設定温度以上である場合、又は上記吸収式冷凍機Yの上記過冷却器15の出口側の溶液温度が設定温度以上であるときには閉弁し、設定温度未満であるときには開弁する。また、上記電磁弁43は開弁され、さらに上記電磁弁44は閉弁される。
図4には、本願発明の第4の実施形態に係る冷凍装置Zの回路構成を示している。この冷凍装置Zは、上記第3の実施形態に係る冷凍装置Zの回路構成を基本とし、この基本回路において、上記吸収式冷凍機Yの上記発生器11の排熱入口側の管路60に電磁弁46を設けて構成したものである。
上記蒸気圧縮式冷凍機Xの冷房運転時には、上記電磁弁45は上記発生器11の入口の蒸気圧縮式冷凍機X側の冷媒の温度が設定温度未満である場合には開弁し、設定温度以上である場合には閉弁し、上記電磁弁41は開弁し、上記電磁弁43は閉弁し、上記電磁弁44は開弁し、さらに上記電磁弁46は開弁することから、その回路構成は、上記第2及び第3の実施形態の冷凍装置の冷房運転時における回路構成と同様となり、これと同様の作用効果が得られるので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。
上記蒸気圧縮式冷凍機Xの暖房運転時には、上記吸収式冷凍機Yにおいては、上記四路切換弁2を切換え、蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記凝縮器14はその運転が停止され、上記溶液ポンプ17と上記過冷却熱交換器用ファン20は運転される。そして、この状態で、上記電磁弁45が閉弁する。また、上記電磁弁41は蒸発器13における蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒が設定温度以上である場合、又は上記吸収式冷凍機Yの上記過冷却器15の出口側の溶液温度が設定温度以上であるときには閉弁し、設定温度未満であるときには開弁する。さらに、上記電磁弁43は開弁され、上記電磁弁44は閉弁され、上記電磁弁46は上記発生器11の溶液温度が設定温度以上のときには閉弁し、該設定温度未満のときには開弁される。
図5には、本願発明の第5の実施形態に係る冷凍装置Zの回路構成を示している。この冷凍装置Zは、上記第3の実施形態に係る冷凍装置Zの変形例として位置付けられるものである。即ち、上記第3の実施形態に係る冷凍装置Zでは一台の蒸気圧縮式冷凍機Xと一台の吸収式冷凍機Yで上記冷凍装置Zを構成していたのに対して、この第5の実施形態に係る冷凍装置Zでは、これを二台の蒸気圧縮式冷凍機Xと一台の吸収式冷凍機Yで構成するとともに、該蒸気圧縮式冷凍機Xの設置数の増加に対応して、上記吸収式冷凍機Yの上記発生器11に二つの熱交換器11b,11bを配置し、これら各熱交換器11b、11bの両端をそれぞれ上記二台の蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒の管路54,55の接続し、該各蒸気圧縮式冷凍機Xの冷媒の排熱をそれぞれ対応する熱交換器11b,11bを介して上記吸収式冷凍機Yの溶液側へ回収し、この回収された排熱を一台の上記吸収式冷凍機Yの上記発生器11に供給するように構成したものである。
2 ・・四路切換弁
3 ・・利用側熱交換器
4 ・・膨張弁
5 ・・アキュームレーター
7 ・・熱源側熱交換器
11 ・・発生器
12 ・・吸収器
13 ・・蒸発器
14 ・・凝縮器
15 ・・過冷却熱交換器
16 ・・溶液熱交換器
17 ・・溶液ポンプ
18、19 ・・散布器
20 ・・ファン
41 ・・電磁弁
43 ・・電磁弁
44 ・・電磁弁
45 ・・電磁弁
46 ・・電磁弁
51〜57 ・・管路
61〜67 ・・管路
75〜77 ・・管路
X ・・蒸気圧縮式冷凍機
Y ・・吸収式冷凍機
Z ・・冷凍装置
Claims (8)
- 蒸気圧縮式冷凍機(X)とエンジン等の排熱で駆動される吸収式冷凍機(Y)とを備えて構成される冷凍装置であって、
上記吸収式冷凍機(Y)の吸収器(12)に流入する溶液を空冷式の過冷却熱交換器(15)によって過冷却して上記吸収器(12)へ流入させるとともに、上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷媒と上記吸収式冷凍機(Y)の発生器(11)内の溶液との間で熱交換可能に構成する一方、
上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷媒回路に、上記吸収式冷凍機(Y)の上記発生器(11)をバイパスして該吸収式冷凍機(Y)の上記蒸発器(13)に接続されるバイパス路(75)を設けるとともに該バイパス路(75)に電磁弁(45)を備え、また上記吸収式冷凍機(Y)の上記吸収器(12)の出口から溶液ポンプ(17)を経て溶液熱交換器(16)に至る管路(67)に電磁弁41を設け、
上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷房運転時は上記電磁弁(41)を開弁し、且つ上記発生器(11)の入口の上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷媒温度が設定温度未満である場合には上記電磁弁(45)を開弁し、冷媒温度が設定温度以上である場合には上記電磁弁(45)を閉弁する一方、
上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の暖房運転時は、上記四路切換弁(2)を切換え、上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、且つ上記吸収式冷凍機(Y)の上記凝縮器(14)を停止し、溶液ポンプ(17)と過冷却熱交換器用ファン(20)を運転し、上記電磁弁(45)を閉弁させ、且つ上記吸収式冷凍機(Y)の上記蒸発器(13)での上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷媒の温度が設定温度未満である場合には上記電磁弁(41)を開弁し、冷媒の温度が設定温度以上である場合には上記電磁弁(41)を閉弁する、又は上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の暖房運転時で且つ上記吸収式冷凍機(Y)の上記過冷却器(15)の出口側の溶液温度が設定温度以上であるときには上記電磁弁(41)を閉弁し、設定温度未満であるときには上記電磁弁(41)を開弁することを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記吸収式冷凍機(Y)の上記吸収器(12)の入口側の管路(66)と上記蒸発器(13)の冷媒入口側の管路(62)を電磁弁(43)を備えた管路(76)によって接続し、上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷房運転時には上記電磁弁(43)を閉弁し、上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の暖房運転時には上記四路切換弁(2)を切換え、蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記吸収式冷凍機(Y)は上記凝縮器(14)を停止し、溶液ポンプ(17)と過冷却熱交換器用ファン(20)を運転し、上記電磁弁(43)を開弁するように構成したことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記吸収式冷凍機(Y)の上記吸収器(12)の入口側の管路(66)を電磁弁(43)を備えた管路(77)を介して上記蒸発器(13)に接続し、上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷房運転時には上記電磁弁(43)を閉弁し、上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の暖房運転時には上記四路切換弁(2)を切換え、上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記吸収式冷凍機(Y)は上記凝縮器(14)を停止し、溶液ポンプ(17)と過冷却熱交換器用ファン(20)を運転し、上記電磁弁(43)を開弁するように構成したことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項2又は3において、
上記吸収式冷凍機(Y)の上記吸収器(12)の入口側の管路(66)に電磁弁44を設け、上記蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷房運転時には上記電磁弁(44)を開弁し、暖房運転時には上記電磁弁(44)を閉弁するように構成したことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1,2,3又は4において、
上記発生器(11)の排熱入口側の管路(60)に電磁弁(46)を設け、冷房運転時には上記電磁弁(46)を開弁する一方、暖房運転時には上記発生器(11)の溶液温度が設定温度以上のとき上記電磁弁(46)を閉弁し、該設定温度未満のとき上記電磁弁(46)を開弁させるように構成したことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項3又は4において、
上記蒸発器(13)における溶液散布用の散布器と冷媒液散布用の散布器を、別体構成又は共用可能な一体構成としたことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1,2,3,4,5又は6において、
上記蒸発器(13)は、冷媒液が一過性で該蒸発器(13)の伝熱面を流れ、未蒸発の冷媒液は上記吸収器(12)側へ移動して該吸収器(12)側の溶液に吸収されるように構成したことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1,2,3,4,5,6又は7において、
上記蒸気圧縮式冷凍機(X)を複数台設置して該各蒸気圧縮式冷凍機(X)の冷媒の排熱を上記吸収式冷凍機(Y)の上記発生器(11)で回収するように構成したことを特徴とする冷凍装置。
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